Cp es el camb d la entalp con la temp a
Presión const y cv es el cambio de la energ inter con la temp a volum const. Su
Relación es q ambos son capaci calorí o calor especí y se puede utili uno u
Otro depen en q condicio se da y q proce experi el sist.
Diferentes transfor
Mantenié la temp o la masa constan. A partir d ello se pudo observar q mientras
Q la masa se mante consta, el calor era proporci a la difer d temp. Asimismo,
Cuando se mantenía const la temp, el calor era propor a la masa. Es decir:
Cuando m=cte —- Q & deltaT. Cuando deltaT=cte —- Q& m. X lo tanto:
Q& m x deltaT. Para q una proporidad se vuelva igualdad se debe introdu 1
Const. Así, sea n una trayec definí (P = cte, V = cte.), el calor vendrá dado
X: Q= ´cn x m x deltaT .Donde: Q = calor.Energ en tránsito q fluye dsd 1 parte
D un sist a otra parte de un sist difere. El calor Q no es función de las variab termodi sino q dpnd d
La trayec. ´cn= es el calor especí medio a 1 trayec dada. N= especifica 1
Trayec dada. M= masa. Delta T= diferen d temp. Estrictamente se tiene q: lim
´cn abajo chiquito delta T hacia 0 = 1/m x (dQ/dT) y es función d la trayec.El
Calor especí(c, tmb capacid calorí especí) es 1 propie intens mientras q la
Capaci calorí (C) es 1 magni extens. Ambas magnit se relacionan a través d la
Sig ecuación: c= C/n. Dnd n puede ser el núm d moles y se denominaría a c como
Calor especí molar.
Calorimetría medir los cambios en las variabl d estado d 1
Cuerpo con el propós d derivar la transfer d calor asociada con los
Camb d su estado debido, xej, a reacci qcas, camb físic o transiciones
D fase bajo restricc específ. Un calorímetro es 1 disposi q mide la cant d
Calor q se produc en 1 reacc. Es 1 sist adiabá y x lo tanto no permite la
Transfere d energ con el 1/2 ambien; en tal sentido el calor liberado dentro
Del calorím debe ser totalmente absorbido por él. Se tiene entonc q en
Cualquier intercam de calor, el calor absorb es = al calor cedido: deltaQ abs =
-deltaQ ced. Lo q es equival a escribir como sumatoria de calores: EQi=0. Recordando
Q deltaQ= C. M. (Tf – Ti). C=calor específ m=masa Tf= temp final Ti=temp
Inicial.
CASO1
Se realizará 1 mezcla
D dos masas de agua a distint temp inicial dentro d un calorímetro y se medirá
La temp final de equili luego de un tiempo definido. Conociendo todos los datos
D la ecuación, verificaremos si teóric hallamos la misma temp d equilibrio q la
Obtenida d forma experimental. En el lab se procede de la sig manera:
1. Pesar el calorím vacío, incluye el
Termóm
.2
Agregar 150 ml d agua
Destilada a temp ambien
.3
Pesar el
Calorí y determinar el peso del agua
.4
Registrar
La temp inicial d la masa d agua dentro del calorí
.5
Calentar 150 ml d agua hasta aprox 55 ºC. Anotar la temp y añadir
Al calorí
.6
Manteniendo agitación
Continua, tomar la temp cuando se vuelva constante
.7
Pesar el calorí y se determina el peso d agua caliente. Para los Cálculos se considera sólo las masas d agua fría y caliente en el calorí y su Cp, y se desprecia el calor absorbido x el calorí, es decir se desprecia su Capacidad calorífica (Cc). Se tiene entonces m1Cp(Tf-T1)+m2Cp(Tf-T2)=0. M1=masa De agua dentro del calorí.T1=temp del agua dentro del calorí.T2=temp del agua Caliente.Tf=temp d equilibrio.M2=masa de agua caliente agregada. Donde Cp es la Capacidad calorífica del agua: 4,184 J g-1°C-1.Despejamos la temp final de equili (Tf) y la comparamos con la obtenida experimentalmente.
CASO2
.Se realizará 1 mezcla de 2 masas, 1 correspon al agua y otra correspon
Al metal incógnita, a distin temp iniciales y dentro d un calorí, y luego d un
Tiempo definido, se medirá la temp final de equili. A partir d este dato y
Conociendo las condicio d ensayo, se calculará el calor especi (Cp) del
Material, comparándose tal result con los valores presentados en la Tabla I del
Anexo I, lográndose d esta forma la identific del material. En el lab se
Procede de la sig manera:
1.Pesar el
Calorí vacío, incluyendo el termóm
.2
Agregar
150 ml d agua a temp ambie
.3
Pesar
El calorí y determinar el peso del agua
.4
Moviendo
Con mucho cuidado, leer la temp cuando llega a un valor constante
.5
Calentar en un vaso d pptdo con agua
Una esfera d un metal hasta q alcance aprox unos 55 a 60 °C. Luego de alcanzada
La temp introducir la esfera caliente con mucho cuidado dentro del calorí
.6
Registrar el valor d la temp,
Mantenien agitación contin, hasta q la temp tenga valores constantes
.7
Determinar el peso del metal. Para
Calcular el calor específico del metal (Cp metal) se utiliza la ecuac (5), q se
Obtiene en base a 2 consider: q el calorí es un recipiente adiabá y q se
Desprecia el calor absorb x el calorí, como se menciónó anteriormente.
M1Cp(Tf-T1)+MmetalCpmetal(Tf-T2)=0. (5) T2=temperatura del metal Mmetal=masa
Metal. Cp del agua igual que el anterior.
CASO3
Se
Realizará 1 mezcla d 2 masas d agua, 1 en estad sóli (hielo) y otr al estado
Liqu, a distint temp iniciales y dentro d un calorí, y luego d un tiempo definido,
Se medirá la temp final d equili. Con este último dato y conociendo las
Condiciones d ensayo, se calculará el calor latente d fusión del agua.En el lab
Se procede de la sig manera:
1.Pesar
El calorí vacío, incluy el termóm
.2
Agregar
150 ml d agua destilada a temp ambie
.3
Pesar
El calorí y determ el peso del agua
.4
Mantenien
1 agitaci contin, leer la temp cuando llegue a un valor constan
.5
Destapar levem el calorí, agregar un
Cubito de hielo (q se encuen en equili térmico con agua líquida), tapar
Nuevamente y, agitando continuam, registrar la temp cada 30 seg; hasta q llegue
A un valor prácticam constan
.6
Pesar El calorí y se determina el peso del hielo. Pa calcular el calor de fusión del Hielo se utili la sig relación (q se obtiene considerando q el calorí es un Recipie adiabá): m1Cp(Tf-T1)= -[mHCp(Tf-TH)+mHlanda]. Mh y Th del hielo.
2da Parte
Determinac d la entrop d mezcla.Obj: Determ las
Variacio netas d entrop d un sist q se encuen en equili térm irrev. Tanto la
Temp como la energ interna son funcio d estado, es decir, pued usarse pa descri
El estado d un sist. Otra función d estado es la entrop. Pa un proce rever, el
Cambio de entrop, dS, entre 2 estados d equili, está dado x el calor transfe,
DQ, dividí la temp absol del sist. Es decir: dS=dQ/T (7). La unidad d medida d
La entrop en el SI es J/K. Cuando el sist absorbe calor, dQ es pósit y la entropía
Aumenta. Cuando el sist libera calor, dQ es negat y la entrop disminu. La ec (7)
No define la entrop, sino el cambio d entrop.Pa calcular el cambio de entrop en
Un proce finito, se debe recono q en el caso gral T no es constan. Si dQ es el
Calor transferí cuando el sist se encuen a 1 temp T, enton el cambio d entrop
En un proceso rever cualq entre un estado inicial y un estado final es: deltaS=integral
De i a f dS=integ i a f dQ/T (8). En el caso de un proce rever y adiab, no se
Transfie calor entre el sist y sus alrede, y x lo tanto, en este caso deltaS =
0. Como no hay cambio en la entrop, un proce adiab tmb se conoce como un proce
Isentrópico (d igual entrop). El cambio d entrop d un sist para ir d un estado
Inicial a otro final tiene el mismo valor pa todas las trayec q conectan a los
Estados. Es decir:“el cambio en la entrop de un sist sólo dpnd d las prop d los
Estados de equili inicial y final”.
Entrop
En la transf d calor irrev.
1
Sust d masa m1, calor especí c1 y temp inic T1 se pone en contacto térmico con 1
2da sust d masa m2, calor especí c2 y temp inic T2, con T2 > T1. Las 2 sust
Están contenidas en una caja aislante d tal manera q no se pierde calor hacia
El ambiente. Se permi q el sist alcance el equil térm y se quiere calcular el
Cambio d entrop del sist. X la conservación d la energ, la cantidad d calor Q1 q
Pierde 1 sust debe ser = al calor Q2 q gana la otra sust, entonces: deltaS=
Integ i a f dQ1/T + integ i a f dQ2/T. Donde Tf es la temp final de equili del sist, q se debe
Calcular. Esta Tf se calcula sabiendo q Q1
= -Q2 y como x definición Q = mcdeltaT para cada sust. Integrando la ecuación d
DeltaS, se obtiene: deltaS=m1c1lnTf/T1+m2c2lnTf/T2. En esta ecuación, 1 d los
Térmi es pósit y el otro negat, pero el térmi pósit siempre es mayor que el
Término negat, dando x resultado un valor pósit d deltaS. Enton la entrop
Siempre aumenta en los proce irrev y para un sist térmicam aislado como se
Viene suponiendo. Por el contrario, en proce rever la entrop se conserva. La
Ecuación (10) es válida cuando las 2 sust q se ponen en contacto térm entre sí,
No se mezclan. Si las sust son líqu y se mezclan, el resultado sólo se aplica
Si los líq son idént. Procedimiento.Este experimen consist en mezc 2 muestras d
Agua a diferen temp y determi la variación neta de entrop pa este proce d
Equili térm irrev. El agua a temp ambi (T1) se añade al agua calien (T2) en un
Dewar y se mide la temp d equili (Tf).